環(huán)氧樹(shù)脂涂料附著力高、耐化學(xué)品和溶劑性優(yōu)異、硬度高、耐磨性好，在工業(yè)上已獲得了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹(shù)脂涂料通常為溶劑型。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求日益迫切和嚴(yán)格，開(kāi)發(fā)水性環(huán)氧體系，即不含VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物，VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空氣污染物，HazardousAirPollutants)的體系成為新的研究方向，水性環(huán)氧涂料具有無(wú)空氣污染、安全無(wú)毒、施工工具易于清洗等優(yōu)點(diǎn)，可替代目前廣泛使用的溶劑型涂料，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

(2)陽(yáng)離子型

含胺基的化合物與環(huán)氧反應(yīng)生成含叔胺或季胺堿的環(huán)氧，用酸中和后得到陽(yáng)離子型的水性環(huán)氧樹(shù)脂。這類樹(shù)脂在實(shí)際中很少應(yīng)用，由于環(huán)氧固化劑通常是含胺基的堿性化合物，兩者混合后體系容易失去穩(wěn)定性而影響使用性能。

(3)非離子型

通過(guò)含親水性的氧化乙烯鏈段的聚乙二醇或其嵌段共聚物上的羥基或含聚氧化乙烯鏈上的胺基與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)可以將聚氧化乙烯鏈段引入到環(huán)氧分子鏈上，得到含非離子親水成分的水性環(huán)氧樹(shù)脂。該反應(yīng)通常在催化劑存在下進(jìn)行，常用的催化劑有三氟化硼絡(luò)合物、三苯基膦、強(qiáng)無(wú)機(jī)酸。

美國(guó)專利報(bào)道先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，形成相對(duì)分子質(zhì)量為4000～20000的雙環(huán)氧端基乳化劑，利用此乳化劑和環(huán)氧當(dāng)量為190的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚A混合，以三苯基磷化氫為催化劑進(jìn)行反應(yīng)，可得到含有親水性聚氧乙烯、聚氧丙烯鏈段的環(huán)氧樹(shù)脂。這種環(huán)氧樹(shù)脂不用外加乳化劑即可溶于水中，且由于親水鏈段包含在環(huán)氧樹(shù)脂分子中，因而增強(qiáng)了涂膜的耐水性。

上海綠嘉水性涂料有限公司采用在雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，和聚乙二醇中加入催化劑三苯基膦化氫制得的非離子表面活性劑，與氨基苯甲酸改性的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂及E-20制得水性環(huán)氧涂料，作為食品罐內(nèi)壁涂料，其性能良好。

西北工業(yè)大學(xué)劉朝陽(yáng)選用酚醛型多官能環(huán)氧樹(shù)脂F-51與一定量的二乙醇胺發(fā)生加成反應(yīng)(每個(gè)F-51分子中打開(kāi)了一個(gè)環(huán)氧基)引入親水基團(tuán)，再用冰醋酸中和成鹽，加水制得改性F-51水性環(huán)氧樹(shù)脂，該方法使樹(shù)脂具備了水溶性或水分散性，同時(shí)每個(gè)改性樹(shù)脂分子中又保留了2個(gè)環(huán)氧基，使改性樹(shù)脂的親水性和反應(yīng)活性達(dá)到合理的平衡。固化體系采用改性F-51水性環(huán)氧樹(shù)脂與雙氰胺配合(雙氰胺在水性環(huán)氧樹(shù)脂體系中具有良好的溶解性和潛伏性。貯存6個(gè)月無(wú)分層，黏度無(wú)變化，可形成穩(wěn)定的單組分配方)。該體系比未改性環(huán)氧/雙氰胺體系起始反應(yīng)溫度降低了76℃，固化工藝得到改善。固化物具有良好的力學(xué)性能，層壓板彎曲強(qiáng)度達(dá)502.93MPa，剪切強(qiáng)度達(dá)36.68MPa，固化膜硬度達(dá)6H，附著力100%，吸水率47%，具有良好的應(yīng)用前景。

2、按體系中環(huán)氧樹(shù)脂的分子質(zhì)量分類

基于體系中環(huán)氧樹(shù)脂的分子質(zhì)量高低不同，水性環(huán)氧體系又可分為2類。包括Ⅰ類、Ⅱ類。

Ⅰ類體系基于液體或半固體環(huán)氧樹(shù)脂，如國(guó)產(chǎn)E-51(618)，ShellEpon828等。典型的環(huán)氧當(dāng)量(EEW)范圍在175～240。其固化劑是在環(huán)氧樹(shù)脂(A組分)和固化劑(B組分)一旦混合時(shí)乳化樹(shù)脂用的。這種方法有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：在大多數(shù)情況下，無(wú)須添加助溶劑就可形成良好的乳液，因此I類體系通常不含任何VOC。A、B組分的混和更為均勻，涂層聚結(jié)性很好，涂料產(chǎn)品具有高光澤度，硬度良好，對(duì)各種基材，包括木材、混凝土都具有很好的粘接性。I類適用期為2～4h。

Ⅱ類水性環(huán)氧體系是基于高分子質(zhì)量固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂的、此時(shí)當(dāng)量范圍在450～650，如國(guó)產(chǎn)E-21。Ⅱ類水性固化劑與Ⅱ類環(huán)氧乳液具有較好相容性。水性環(huán)氧固化劑與環(huán)氧分散體混合時(shí)，不需要乳化樹(shù)脂。Ⅱ類的其他優(yōu)勢(shì)在于：粘接性、防腐性、柔韌性有所提高，貯存期更長(zhǎng)(通常在4～8h)。

同濟(jì)大學(xué)顧國(guó)芳等人采用Ciba公司Ⅱ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系制成的水性環(huán)氧色漆實(shí)驗(yàn)研究表明，環(huán)氧基與胺氫的當(dāng)量比提高時(shí)，體系的表干時(shí)間延長(zhǎng)，涂膜的硬度稍有提高。隨PVC的增大，水性環(huán)氧體系的表干時(shí)間縮短，光澤度下降。